囊袋多节捆绑式绳索取心钻具的设计与应用

由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。     

CFD 在保真取心钻具结构优化设计中的应用

在无胶结、松散、易碎地层中钻进取心,采取率不足一直是困扰钻探界人士的技术难题。针对一套自行设计的高保真取心钻具,用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics简称CFD)方法,对钻具内的流场进行了三维数值模拟,并在此基础上对其结构进行了优化设计。事实证明,利用计算流体动力学技术对钻具的水力结构进行优化设计是一种经济而有效的手段。     

软弱易冲蚀地层钻探施工技术

钻探生产中经常遇到一些软弱易冲蚀地层,因这些地层岩石破碎、松软,在进入内管前往往易被冲洗液冲蚀,进入内管后也常常因卡簧卡不牢在打捞时掉落造成空管。因岩心采取率低往往造成钻孔报废。以贵州道真新民铝土矿矿区为例,分析了软弱易冲蚀地层岩心采取率低的原因;为提高该类地层岩矿心采取率,研制了元泵反循环超前侧喷绳索取心钻具,保证了岩矿心采取率,取得了很好的效果。     

HH12P103水平井优快钻井技术

HH12P103井是中石化华北分公司在鄂尔多斯盆地天环坳陷南端部署的一口评价井,井型为水平井。该井钻遇地层复杂,在环河有盐层,安定组和直罗组掉块严重容易卡钻,延安组还有煤层,水平段钻遇泥岩夹层,容易剥落;钻井过程中出现坍塌、漏失、井斜。针对这些地质复杂情况和钻井难点,在施工过程中优化钻具组合,使用单弯螺杆和MWD组合防斜,水平段带扶正器;工艺措施上尽量勤调整,但是每次少量调整,保证了井眼轨迹圆滑性;同时,施工过程中及时调整好泥浆性能,不间断使用三级固控设备,使用150目的振动筛,及时清除泥浆中的有害固相,保证井眼清洁,降低了摩阻和扭矩,从而提高了机械钻速。     

气举反循环连续取心工艺探索

气举反循环钻进技术是钻井工程中一种比较成熟的钻进手段,已经得到了广泛应用。但气举反循环连续取心技术仍处在探索研究阶段,前人已经针对这一技术做了原理性探究试验,但尚未进行连续的取心试验,而且现有的双壁钻具也存在无法满足由于上返岩心质量和直径大对其密封性和耐用性的要求。因此有必要进一步开展理论研究、优化钻具设计、进行连续取心试验来探究这一工艺发展前景。通过试验证明大通径双壁钻具设计可靠耐用,成功连续取得岩心。所取岩心及时,无污染,代表性强,能较真实的反映地层层位、深度、颗粒级配,不存在对岩心反复冲刷及重复破碎状况。     

气举反循环双壁钻具流场仿真分析

气举反循环钻进工艺具有钻进效率高、工艺配套简单、孔内干净等特点,广泛应用于工程实践中。但由于配套的双壁钻具结构设计主要依据经验进行,在理论研究方面不成熟,导致对工程应用中出现的问题缺乏深度分析。文章借助数值模拟研究方法对气举反循环技术中双壁钻杆环形空间与气水混合器两个重要部件的流场速度与压力特征进行数值仿真。结果表明：减少双壁钻杆环形空间的变径或增加变径长度更有利于减少压力损失和能量损耗,气水混合器完全对称的进气孔结构更有利于上返速度的均匀性,减少堵塞问题的发生。研究结果可为气举反循环钻具的设计及解决实际工程问题提供参考。     

多工艺钻井技术在贵州省遵义县ZK1井施工中的应用研究

结合贵州省遵义县ZK1井地质情况,介绍了空气潜孔锤钻井工艺、螺杆钻具孔底动力钻井工艺和常规牙轮正循环钻井工艺等多工艺钻井技术在该井施工中的应用情况,通过对比分析得出了结论:多工艺钻井技术的合理使用可以极大提高贵州省地热钻井施工效率和经济效益。总结了钻井施工过程中出现的问题,如钻井设计与施工过程中与地质技术人员沟通不足、钻具选用与钻井参数不合理、钻井设备与钻进工艺不配套等,并根据贵州省地质情况和施工单位现状提出了改进意见。     

复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术的研究与应用

借鉴复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术设计了一种带有特殊喷嘴的旋喷钻具,在复杂地层钻进,尤其是多层段复杂地层和深部复杂地层钻进时,泥浆护壁失效的情况下,将该钻具下到复杂孔段,利用泥浆泵将水泥浆液压入,通过旋喷钻具连续旋转喷射出高压水泥浆切割坍（垮）塌孔段孔壁,使不稳定孔壁的破碎岩土崩落掉块与水泥浆混合,候凝后,在坍（垮）塌孔段形成直径不规则的柱状水泥岩土混合体,重新钻穿后,形成有一定强度的“水泥套管”,从而达到同径护壁堵漏的目的。详细介绍了该项技术的旋喷钻具的设计、水泥浆液配方、工艺原理、技术要点、操作要领及生产应用效果。